检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2018年第17期67卷 77-86页

作者：付元光邓力李刚北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

非齐次燃耗方程常用于描述具有显著核素迁移效应的核能系统中核素含量随时间的变化规律.国内外许多燃耗计算程序无法求解方程非齐次项含时的情况.本文在方程非齐次项能够被有限阶关于时间的泰勒展开逼近这一前提下,研究了非齐次项含时... 详细信息

非齐次燃耗方程常用于描述具有显著核素迁移效应的核能系统中核素含量随时间的变化规律.国内外许多燃耗计算程序无法求解方程非齐次项含时的情况.本文在方程非齐次项能够被有限阶关于时间的泰勒展开逼近这一前提下,研究了非齐次项含时情况下方程的两种解法.首先通过Laplace变换推导出了方程基于线性子链方法的解析解形式,然后使用Carathéodory-Fejér方法计算出了方程矩阵级数解的近最佳Chebyshev有理逼近式.将两种方法在燃耗计算程序JBURN中实现,并进行了数值计算,绝大部分计算结果符合很好,部分结果在较长有效数字内仍能保持一致,验证了方法的正确性和精度.同时为求解具有其他非齐次项形式的燃耗方程提供了一种思路.

关键词：非齐次燃耗方程 Laplace变换 Carathéodory-Fejér方法近最佳Chebyshev有理逼近

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一种面向数值模拟软件的持续集成平台

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计算机辅助工程 2020年第3期29卷 7-13页

作者：单雅辉刘青凯杨章田鸿运邹勇刚中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 四川中锐信息技术有限公司成都610041

随着软件复杂度的增加和交付需求的变化,快速集成和自动部署成为高性能数值模拟软件推广应用的瓶颈。为满足软件构建和发布的差异化需求,简化从用户需求到软件发布的工作流程,基于Jenkins设计持续集成平台,实现软件静态审查、编译、测... 详细信息

随着软件复杂度的增加和交付需求的变化,快速集成和自动部署成为高性能数值模拟软件推广应用的瓶颈。为满足软件构建和发布的差异化需求,简化从用户需求到软件发布的工作流程,基于Jenkins设计持续集成平台,实现软件静态审查、编译、测试和发布流程的自动化,全面记录软件构建日志和测试结果。利用Docker技术将构建环境容器化,实现环境的快速搭建和配置管理,满足多样化目标环境需求。该平台的实际应用效果显示,基于该平台的产品发布周期相比之前缩短约75%,可极大简化软件安装和部署难度。

关键词：持续集成软件测试软件发布自动部署

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动载下裂纹应力强度因子计算的改进型扩展有限元法

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力学学报 2018年第3期50卷 599-610页

作者：文龙飞王理想田荣中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

相较于常规扩展有限元法(extended finite element method,XFEM),改进型扩展有限元法(improved XFEM)解决了现有方法线性相关与总体刚度矩阵高度病态问题,在数量级上提升了总体方程的求解效率,克服了现有方法在动力学问题中的能量正确... 详细信息

相较于常规扩展有限元法(extended finite element method,XFEM),改进型扩展有限元法(improved XFEM)解决了现有方法线性相关与总体刚度矩阵高度病态问题,在数量级上提升了总体方程的求解效率,克服了现有方法在动力学问题中的能量正确传递、动态应力强度因子数值震荡、精度低下问题.本文基于改进型XFEM,采用Newmark隐式时间积分算法,重点研究了动载荷作用下扩展裂纹尖端应力强度因子的求解方法,与静力学方法相比,增加了裂纹扩展速度项与惯性项的贡献.通过数值算例研究了网格单元尺寸、质量矩阵、时间步长、裂尖加强区域、惯性项、扩展速度项及相互作用积分区域J-domain的网格与单元尺寸对动态应力强度因子求解精度的影响,验证了改进型XFEM计算动态裂纹应力强度因子方法的有效性.针对文献中具有挑战性的"I型半无限长裂纹先稳定后扩展"问题,改进型XFEM给出目前为止精度最好的动态应力强度因子数值解.

关键词：改进型XFEM 无额外自由度单位分解扩展裂纹动态应力强度因子线弹性断裂力学

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基于改进型XFEM的裂纹分析并行软件实现

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中国科学：技术科学 2018年第11期48卷 1241-1258页

作者：王理想文龙飞王景焘田荣中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

扩展有限元法(XFEM)目前已成为裂纹分析的主流数值方法.然而,在实际应用中该方法一直受到两方面的困扰:总体刚度矩阵高度病态以及动力学计算时额外自由度上的能量无法正确传递.前者导致在以迭代法求解为主的大规模计算中难以收敛,后者... 详细信息

扩展有限元法(XFEM)目前已成为裂纹分析的主流数值方法.然而,在实际应用中该方法一直受到两方面的困扰:总体刚度矩阵高度病态以及动力学计算时额外自由度上的能量无法正确传递.前者导致在以迭代法求解为主的大规模计算中难以收敛,后者导致动力学求解精度低、实施困难.为解决这两大困扰,基于无额外自由度单位分解插值格式,提出改进型扩展有限元法(IXFEM).基于该方法,在高性能数值模拟软件开发框架JAUMIN上开发裂纹分析并行软件—PANDA_Fracture.实际算例表明, PANDA_Fracture软件具有如下特色:1)允许引入高精度裂尖加强,支持裂纹任意长度扩展; 2)同时支持动力学裂纹问题隐式求解与显式求解; 3)支持任意多裂纹问题高效求解; 4)支持上千CPU核高性能可扩展计算.

关键词：改进型XFEM 裂纹扩展断裂力学 JAUMIN 高性能计算 PANDA

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JCOGIN粒子追踪算法优化

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原子能科学技术 2018年第8期52卷 1530-1536页

作者：王鑫邓力李刚付元光李瑞张宝印北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

本文分析了多种先进蒙特卡罗程序的CSG粒子追踪算法,对JCOGIN粒子追踪模块进行了优化。粒子定位算法采取了边界粒子定位和源粒子位置预估,能减少一定量的粒子定位计算;径迹求交算法采取了安全距离优化和布尔二叉树展开,其中安全距离优... 详细信息

本文分析了多种先进蒙特卡罗程序的CSG粒子追踪算法,对JCOGIN粒子追踪模块进行了优化。粒子定位算法采取了边界粒子定位和源粒子位置预估,能减少一定量的粒子定位计算;径迹求交算法采取了安全距离优化和布尔二叉树展开,其中安全距离优化可减少电子输运径迹求交次数,布尔二叉树展开能使布尔体求交算法的时间复杂度降为O(n)。应用4个典型算例测试了优化效果,结果表明,粒子定位算法优化对于一般问题具有一定的优化效果,安全距离优化显著提升了电子输运效率,布尔二叉树展开大幅提升了JMCT对于非规则复杂几何的计算速度。

关键词： JCOGIN 粒子追踪算法优化布尔二叉树展开

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基于JMCT的堆外核仪表系统刻度系数计算

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原子能科学技术 2018年第10期52卷 1780-1785页

作者：付元光邓力李刚张宝印李瑞王鑫北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

以三维蒙特卡罗粒子输运程序JMCT为主要数值模拟工具,计算了某反应堆多个运行循环下的堆外核仪表系统(RPN)功率量程刻度系数。使用直接蒙特卡罗模拟方法、响应矩阵方法和伴随蒙特卡罗方法,得到了多组RPN刻度系数,通过这些系数计算出不... 详细信息

以三维蒙特卡罗粒子输运程序JMCT为主要数值模拟工具,计算了某反应堆多个运行循环下的堆外核仪表系统(RPN)功率量程刻度系数。使用直接蒙特卡罗模拟方法、响应矩阵方法和伴随蒙特卡罗方法,得到了多组RPN刻度系数,通过这些系数计算出不同工况下的堆芯功率水平和轴向功率差,并与实测值进行了比对。结果表明,3种方法所得计算值与实测值的偏差均满足工程精度要求,其中伴随蒙特卡罗方法计算开销最小,验证了通过蒙特卡罗数值模拟得到RPN刻度系数的可行性。

关键词：蒙特卡罗模拟直接模拟响应矩阵伴随计算 RPN刻度系数

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过渡金属硫族化合物柔性基底体系的模型与应用

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物理学报 2018年第21期67卷 20-28页

作者：周愈之北京应用物理与计算数学研究所北京100094 北京应用物理与计算数学研究所邓稼先创新研究中心北京100088 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088

柔性基底体系是晶体外延生长领域于20世纪90年代提出的概念.其核心思想是利用超薄的基底,使其在外延生长时能同时与外延晶膜发生应变,以抵消二者之间的晶格失配,从而减少外延晶膜中的位错,提高晶膜的质量.但是人工制备性能优良的超薄基... 详细信息

柔性基底体系是晶体外延生长领域于20世纪90年代提出的概念.其核心思想是利用超薄的基底,使其在外延生长时能同时与外延晶膜发生应变,以抵消二者之间的晶格失配,从而减少外延晶膜中的位错,提高晶膜的质量.但是人工制备性能优良的超薄基底往往需要较为复杂的工艺.另一方面,过渡金属硫族化合物由于其层状结构特性和层间较弱的范德瓦耳斯相互作用,是天然的柔性基底.本文介绍近几年来新发展的过渡金属硫族化合物柔性基底体系的模型及应用.以Au-MoS_2作为柔性基底外延生长的原型,结合密度泛函理论、线性弹性理论以及位错理论构建模型,并根据计算结果解释了早先利用透射电子显微镜观测到的Au薄膜在MoS_2上外延生长的相关实验现象.此外,本文还介绍了受到该理论模型启发的相关实验工作,特别是利用Au薄膜分离大面积、单层、高质量MoS_2的技术.最后,讨论了在该领域内值得关注和进一步探索的理论问题.

关键词：柔性基底过渡金属硫族化合物第一性原理计算线性弹性理论

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基于CP-FDTD的复杂细缝屏蔽效能分析方法

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强激光与粒子束 2019年第10期31卷 50-55页

作者：刘强徐勇孟雪松郑宇腾闫丽萍周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 中国久远高新技术装备公司北京100094 四川大学电子信息学院成都610065

围绕强电磁脉冲的细缝“后门”耦合问题,介绍了基于CP-FDTD的细缝屏蔽效能分析高效数值模拟方法。在证明CP-FDTD准确性的基础上,从入射电磁场极化方向、入射角度和计算效率三个方面进行了详细分析,验证了CP-FDTD在处理工程复杂细缝电磁... 详细信息

围绕强电磁脉冲的细缝“后门”耦合问题,介绍了基于CP-FDTD的细缝屏蔽效能分析高效数值模拟方法。在证明CP-FDTD准确性的基础上,从入射电磁场极化方向、入射角度和计算效率三个方面进行了详细分析,验证了CP-FDTD在处理工程复杂细缝电磁脉冲耦合时的适用性。通过将CP-FDTD算法集成于自主研发软件JEMS-FDTD,形成可以高效分析工程复杂细缝屏蔽效能的数值模拟方法,并应用于工程部件细缝结构的屏蔽效能分析。

关键词： CP-FDTD 复杂细缝屏蔽效能 JEMS-FDTD 数值模拟

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JEMS-FDTD软件在电磁脉冲区域传播数值模拟中的应用

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强激光与粒子束 2019年第10期31卷 74-78页

作者：鲍献丰李瀚宇伍月千周海京中物院高性能数值模拟软件中心北京100088 中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

电磁脉冲区域传播数值模拟是电磁环境效应分析的重要环节,面临空间尺度巨大、多辐射源、复杂地貌等技术挑战。本文介绍了三维时域全波电磁模拟并行软件JEMS-FDTD的研制进展。在大规模并行计算FDTD方法的基础上结合自适应网格技术,研制... 详细信息

电磁脉冲区域传播数值模拟是电磁环境效应分析的重要环节,面临空间尺度巨大、多辐射源、复杂地貌等技术挑战。本文介绍了三维时域全波电磁模拟并行软件JEMS-FDTD的研制进展。在大规模并行计算FDTD方法的基础上结合自适应网格技术,研制了一种适应于大区域电磁脉冲传播的高效时域全波计算方法。并基于该技术实现了千km 2级城市电磁脉冲区域传播的数值模拟,获取了全空间的时域电磁场信息,验证了软件在电磁脉冲区域传播仿真应用中的可行性。

关键词：时域有限差分方法电磁脉冲区域传播自适应网格数值模拟

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非嵌入式多项式混沌方法在电磁模型验证与确认中的应用

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北京理工大学学报 2018年第9期38卷 946-952页

作者：伍月千鲍献丰周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对电磁模型验证与确认的量化分析方法进行研究.采用非嵌入式多项式混沌方法研究电磁模型仿真输入参数不确定引起的相关输出响应量的不确定度.在详细阐述了此方法的数学原理及实现步骤的基础上,数值结果验证了非嵌入式多项式混沌法可... 详细信息

针对电磁模型验证与确认的量化分析方法进行研究.采用非嵌入式多项式混沌方法研究电磁模型仿真输入参数不确定引起的相关输出响应量的不确定度.在详细阐述了此方法的数学原理及实现步骤的基础上,数值结果验证了非嵌入式多项式混沌法可以为电磁模型输入参数的不确定性对响应量的影响建立一种有效的不确定度传播及量化方法.针对带孔缝结构的机箱模型,采用非嵌入式混沌多项式方法研究了电磁波入射角度的不确定性对机箱中心点电场幅值的影响,在此基础上结合特征选择评估方法(feature selective validation,FSV)依据实际测量值对此电磁模型进行度量评估,最终给出评估等级.结果表明,机箱模型的评估为优异.

关键词：电磁模型验证与确认多项式混沌方法

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